随着信息全球化,信息安全问题已经成为各领域的重点关注及研究对象,大到国家国防机密信息,小到公司内部信息数据,这一系列的问题都需要保证信息的机密性。信息的全球化如今给政治、军事与经济都带来了极大程度的影响,世界各国都在跟紧脚步,加紧建设和完善信息安全问题。在这一背景下,本文通过将改进后的AES（Advanced Encryption Standard,高级加密标准）与ECC（Elliptic Curves Cryptography,椭圆曲线密码）结合以获得一种新的混合加密方案,实现了互补设计。本文主要的研究工作如下:（1）研究了AES算法和ECC算法,分析了这两种算法的设计原理以及加密流程,并进行分析比较。AES作为对称密码算法运算速度快,分组和密钥长度设计灵活,但存在密钥存储、管理与分发困难的缺陷。ECC作为非对称密码算法,不仅安全性高,还能解决AES密钥管理问题,但不适用于加密大数据消息。（2）针对AES算法S盒的代数特性进行了不同程度的优化设计。在非线性度和差分均匀度达到原始S盒性能的基础之上,改进后S盒的仿射变换周期增加到16,输出周期遍历全空间256。重构后的S盒和逆S盒的代数表达式项数分别增加到253和254,提高了代数表达式复杂度。且改进后S盒的雪崩效应较初始S盒更接近0.5,此时雪崩效应均值约为0.5046,增加了S盒的扩散性,从而提升了算法整体的安全性。（3）提出将AES和ECC这两种经典优秀的加密算法相结合的混合加密算法模型,通过该两种算法各自优势的结合,形成了一个互补设计。并研究了数字签名的基础概念与相关原理,利用了椭圆曲线数字签名算法ECDSA（Elliptic Curve Digital Signature Algorithm）实现数字签名与签名认证,保证了传输数据的完整性。（4）设计并实现基于AES和ECC的混合加密算法,此方案符合互联网通信的加密机制,能有效减少数据传输过程中的风险,实现了数据加密过程中的高效性与机密性。最后将重新优化的混合密码算法进行了仿真实验,并通过安全性和效率的角度验证了其可靠性。